WO2024004085A1 - 構造部材設計方法、構造部材設計プログラム - Google Patents

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WO2024004085A1
WO2024004085A1 PCT/JP2022/025987 JP2022025987W WO2024004085A1 WO 2024004085 A1 WO2024004085 A1 WO 2024004085A1 JP 2022025987 W JP2022025987 W JP 2022025987W WO 2024004085 A1 WO2024004085 A1 WO 2024004085A1
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WO
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main reinforcing
members
main
arrangement
reinforcing members
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Application number
PCT/JP2022/025987
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English (en)
French (fr)
Inventor
尚永 大北
篤史 丸山
Original Assignee
株式会社Arent
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Priority to PCT/JP2022/025987 priority patent/WO2024004085A1/ja
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04CSTRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C5/00Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
    • E04C5/16Auxiliary parts for reinforcements, e.g. connectors, spacers, stirrups
    • E04C5/18Spacers of metal or substantially of metal
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04GSCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G21/00Preparing, conveying, or working-up building materials or building elements in situ; Other devices or measures for constructional work
    • E04G21/12Mounting of reinforcing inserts; Prestressing
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/10Geometric CAD
    • G06F30/13Architectural design, e.g. computer-aided architectural design [CAAD] related to design of buildings, bridges, landscapes, production plants or roads

Definitions

  • the present disclosure relates to techniques for designing connection relationships of structural members connected to panel zones of a structure.
  • the area where the pillars and beams that form a building intersect is called the panel zone.
  • the main reinforcing members mainly reinforcing bars placed inside them also intersect.
  • Patent Document 1 exemplifies "alignment connection,” “extension and connection,” and “bending and connection” as methods for connecting main reinforcements (0087 to 0088 of the same document). These connection methods describe aspects that define the connection relationship of main reinforcing members in a joint portion (corresponding to a panel zone).
  • the present disclosure has been made in view of the above-mentioned problems, and aims to connect main reinforcement members while avoiding collisions, and to satisfy constraints when readjusting the arrangement of reinforcing reinforcement members. .
  • a structural member design method sets a connection relationship in which main reinforcement members connected to a panel zone are paired with each other, avoids collisions between the main reinforcement members while maintaining the connection relationship, and A reinforcing reinforcing bar member is arranged to be wrapped around the member, and its position is readjusted along the extending direction of the main reinforcing bar member.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a computer 1 that executes a structural member design program 12 according to a first embodiment.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating the operation of the structural member design program 12.
  • FIG. This is an example of a screen displaying the panel zone 301 extracted in S201.
  • FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a procedure in which a panel zone extraction unit 121 extracts a panel zone 301.
  • FIG. This is an example of the main reinforcing member setting screen in S203.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing a process in which a user specifies the position of a main reinforcing member on a main reinforcing member setting screen.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating other components of the main reinforcing member setting screen.
  • FIG. 7 is a plan view showing an example in which main reinforcing members collide as a result of automatic reinforcement in S207. An example will be shown after the automatic reinforcement section 126 avoids the collision of the main reinforcing members.
  • FIG. 2 is a configuration diagram of a computer 1 that executes a structural member design program 12 according to a second embodiment.
  • 7 is a flowchart illustrating the operation of the structural member design program 12 in the second embodiment.
  • This is an example of a user interface provided by the main reinforcement position adjustment unit 127. It shows how the movement button is enabled/disabled as the viewpoint changes.
  • This is an example of main reinforcing members that are specified to be interlocked on the main reinforcing member setting screen.
  • 20 is a three-dimensional model of the panel zone shown in FIG. 19 and cross-sectional views in multiple directions. This is an enlarged view of the front view of FIG. 20.
  • FIG. 22 is a front view showing the result of moving the main reinforcing member in FIG. 21; FIG.
  • FIG. 23 is a top view showing the results of FIGS. 21 and 22.
  • FIG. An example of arranging and adjusting main reinforcing members in a cylindrical structural member is shown. This figure shows the result of moving the main reinforcing member within a cylindrical structural member.
  • An example of main reinforcing members paired in a panel zone is shown. It is a top view showing the process of moving paired main reinforcing members.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing an example of the shape of a main reinforcing member 2801 having a hook portion.
  • FIG. 7 is a top view showing the process of moving the main reinforcing member 2801 in its extending direction.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating the reason why the length of the main reinforcing member 2801 is adjusted instead of moving it in the stretching direction.
  • This is an example of a suction button 1701.
  • This is an example of adjusting the arrangement of main reinforcing members placed in the foundation of a building.
  • This is an example of adjusting the length of main reinforcing members placed in the foundation.
  • This shows the placement of main reinforcing members when the foundation is not rectangular.
  • This is a three-dimensional model showing an example of shear reinforcement.
  • An example of adjusting the position of shear reinforcement is shown.
  • This is an example of shear reinforcing bars wrapped around a main reinforcing member extending diagonally.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a computer 1 that executes a structural member design program 12 according to Embodiment 1 of the present disclosure.
  • the structural member design program 12 performs processing for designing the structure of a building by designing connection relationships between main reinforcing members of structural members (e.g. columns, beams) connected to panel zones of the building. This is the implemented program.
  • the computer 1 includes a processor 11 and a storage unit 13.
  • the processor 11 executes a structural member design program 12.
  • the structural member design program 12 may be explained as the operating entity of each processing step, but it should be noted that it is the processor 11 that actually executes the structural member design program 12.
  • the user terminal 2 communicates with the computer 1 to notify the structural member design program 12 of instructions from the user, receives the processing results from the structural member design program 12, and displays them on an appropriate device such as a display.
  • the computer 1 and the user terminal 2 can notify the user terminal 2 of processing results by the computer 1, or can send and receive instructions from the user terminal 2 to the computer 1. .
  • the structural member design program 12 includes a panel zone extraction section 121, a structural member extraction section 122, a main reinforcement setting section 123, a pairing section 124, and a connection relation setting section 125 as sub-modules. The operations of the structural member design program 12 and each submodule will be described later.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating the operation of the structural member design program 12. This flowchart is started when the user starts the structural member design program 12 on the computer 1 and instructs to execute this flowchart from a predetermined menu or the like. Each step in FIG. 2 will be explained below.
  • the panel zone extraction unit 121 reads the design data of the building from the storage unit 13.
  • the design data is data that describes the structure of the building, such as columns and beams, panel zones connected to the columns and beams, and so on.
  • the panel zone extraction unit 121 extracts panel zone locations from the design data and maintains a list thereof. The location of the panel zone can be extracted by searching for locations where columns and beams are connected to each other on the design data. An example of this step will be described later.
  • This step can be started, for example, by the user instructing the structural member design program 12 to execute this step from a menu on the structural member design program 12, and further specifying the file path of the design data. Can be done.
  • the design data is, for example, CAD data of a building.
  • the following steps can similarly be initiated by the user selecting a menu that instructs the user to perform each step.
  • the structural member extraction unit 122 extracts structural members (columns or beams) connected to the panel zone extracted in S201. For convenience of explanation, columns are extracted in the first embodiment.
  • the main reinforcement setting unit 123 displays a main reinforcement member setting screen, which will be described later, on a display included in the user terminal 2.
  • the user selects a structural member (column in the first embodiment) on the main reinforcing member setting screen, and sets the number and position of main reinforcing bars (rebars) to be placed inside the structural member on the main reinforcing member setting screen. . Details of this step will be described later along with a specific example of the main reinforcing member setting screen. This step may be omitted for structural members for which the number and arrangement of main reinforcing members have already been set.
  • the pairing unit 124 extracts all the structural members that have the same number and arrangement of main reinforcing members from among the structural members that are arranged facing each other on the cross section of the panel zone.
  • the pairing unit 124 pairs the extracted structural members. Pairing here means specifying within the structural member design program 12 that the main reinforcing members inside the paired structural members are to be connected to each other in an actual building.
  • the pairing unit 124 stores the pairing result in the storage unit 13. Structural members in which the number and arrangement of main reinforcing members are not the same on the cross section of the panel zone are excluded from pairing.
  • connection relationship setting unit 125 connects the paired structural members to each other according to the result of S204.
  • the connection relationship setting unit 125 stores data describing the connection relationship in the storage unit 13.
  • connection relationship setting unit 125 displays a manual connection setting screen, which will be described later, on a display included in the user terminal 2.
  • the user manually connects the main reinforcing members inside the structural members that were not paired in S205 on the manual connection setting screen.
  • the connection relationship setting unit 125 stores data describing the connection relationship in the storage unit 13. Details of this step will be described later along with a specific example of the manual connection setting screen.
  • the automatic reinforcement arrangement unit 126 assumes that the main reinforcing members are actually arranged according to the connection relation of the main reinforcing members set in the above steps, and calculates the arrangement relation of the main reinforcing members including inside the panel zone. At this time, it is also calculated whether or not the main reinforcing members will collide. Examples of collisions will be described later.
  • the automatic reinforcement section 126 reads from the storage section 13 main reinforcement characteristic data that describes characteristics such as size, material, strength, etc. of the main reinforcement member from the design data.
  • the automatic reinforcement arrangement unit 126 creates a three-dimensional model of the main reinforcing members according to the characteristics such as the connection relationship between the main reinforcing members connected to each other and the size of the main reinforcing members in the above steps.
  • the automatic reinforcement section 126 displays the created three-dimensional model on the display of the user terminal 2. The significance of presenting a three-dimensional model will be described later along with an example thereof.
  • FIG. 3 is an example of a screen displaying the panel zone 301 extracted in S201.
  • the panel zone 301 is a location where columns and beams of a building designed by the structural member design program 12 intersect.
  • the panel zone extraction unit 121 extracts the panel zone 301 from the building design data according to a procedure described later, and displays it on the screen as shown in FIG. 3.
  • the panel zone extraction unit 121 generates the screen shown in FIG. 3 and sends it to the user terminal 2, and the user terminal 2 can display the panel zone 301 on the screen.
  • FIG. 4 is a schematic diagram illustrating the procedure by which the panel zone extraction unit 121 extracts the panel zone 301.
  • the beams represented (referred to as the second beam for convenience) intersect in the panel zone.
  • the panel zone extraction unit 121 acquires shape information such as the position and size of these three structural members from the design data. According to the acquired shape information, the panel zone extraction unit 121 specifies a planar area caused by the intersection of the column and the first beam, and also specifies a planar area caused by the intersection of the column and the second beam. The panel zone extraction unit 121 can extract a three-dimensional space surrounded by the specified plane area and pillars as a panel zone where these three members intersect. The structural member extraction unit 122 can identify the structural member connected to the panel zone according to the relationship between the structural member used in these processes and the panel zone.
  • FIG. 5 is an example of the main reinforcing member setting screen in S203.
  • the main reinforcement setting unit 123 transmits the main reinforcement member setting screen illustrated in FIG. 5 to the user terminal 2, and the user terminal 2 displays the screen.
  • the main reinforcement member setting screen is a screen used by the user to manually specify the number and arrangement of main reinforcement members (reinforcing bars) to be installed inside the structural member (column or beam) specified by the user.
  • the center of FIG. 5 shows a cross-sectional view of the panel zone specified by the user. White circles on the plan view are candidate positions where structural members can be placed. On this plan view, the user specifies where to place the structural members. White circles at positions where structural members are placed have been replaced with black circles.
  • a similar screen can be used whether the structural member is a column or a beam.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing a process in which the user specifies the position of the main reinforcing member on the main reinforcing member setting screen.
  • the user places main reinforcing members at four corners of the cross-sectional view of the panel zone, and deletes main reinforcing members at other candidate positions.
  • high strength may not be necessary, and in such cases, it is sufficient to place the main reinforcing members only at the four corners, so the number and arrangement of the main reinforcing members can be changed as shown in Figure 6. It's okay.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating other components of the main reinforcing member setting screen.
  • the main reinforcing member setting screen includes lock icons (for example, 701 to 704) for specifying lock settings for the main reinforcing members arranged on the cross section of the panel zone.
  • the lock setting is an attribute setting that specifies how to move the main reinforcing member in the automatic reinforcement processing in S207.
  • main reinforcing members When main reinforcing members are temporarily arranged in automatic reinforcement processing, there is a possibility that the main reinforcing members will collide with each other. This is because the user may manually set the arrangement of the main reinforcing members for each panel zone on the main reinforcing member setting screen. As described later, the automatic reinforcement section 126 avoids a collision by moving the position of the colliding main reinforcing member, but at this time, the main reinforcing member to be fixed without moving can be specified by lock setting. For example, if you specify this for the icon 704, the five main reinforcing members in the horizontal direction along the straight line extending from the icon 704 (actually two main reinforcing members are placed in FIG. 7) will be automatically placed. Do not move during muscle processing.
  • main reinforcing members When moving one of the main reinforcing members to avoid a collision in the automatic reinforcement process, there may be another main reinforcing member that is desirable to be moved in conjunction with the main reinforcing member. It is desirable that the main reinforcing members, which are typically arranged on the same line, move in conjunction.
  • the lock By setting the lock, it is possible to specify a set of main reinforcing members to be moved in conjunction with each other. For example, if you specify this for the icon 703, five main reinforcing members are placed in the horizontal direction along a straight line extending rightward from the icon 703 (actually two main reinforcing members are arranged in FIG. 7). move in conjunction with each other in the automatic reinforcement processing (that is, move so that the moving direction and moving amount are equal to each other).
  • the position of the main reinforcing member itself can also be moved.
  • the position of the main reinforcing members can be moved.
  • the main reinforcing member setting screen can also display on the view 706 the arrangement of the main reinforcing members placed on the cross section of the panel zone when viewed on a plane perpendicular to the cross section. can.
  • the view 706 can be comprised of a side view, a transparent view, etc. of the structural member.
  • FIG. 8 shows an example of dividing columns on the main reinforcing member setting screen.
  • the user can divide a structural member (column or beam) on the main reinforcing member setting screen.
  • the structural member design program 12 thereafter manages them as separate structural members.
  • the structural members before division each have the same main reinforcing members, those main reinforcing members are also divided by the division.
  • the user can respecify the arrangement and number of main reinforcing members for the divided structural member. For example, it is possible to make individual settings such as having more main reinforcing members at the bottom of a column than at the top. Conversely, the user can also integrate structural members.
  • FIG. 9 is an example of the manual connection setting screen in S206.
  • the connection relationship setting unit 125 transmits a manual connection setting screen illustrated in FIG. 9 to the user terminal 2, and the user terminal 2 displays the screen.
  • the manual connection setting screen is a screen used by the user to manually connect the main reinforcing members inside the structural member.
  • connection relationship setting unit 125 stores data describing the connection relationship in the storage unit 13. The user similarly sets connection relationships for the other main reinforcing members of beam A and beam B, respectively.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing a process in which the user sets the connection relationship of the main reinforcing members on the manual connection setting screen.
  • the main reinforcing members are indicated by small black circles.
  • the main reinforcing member selected by the user is indicated by a circle surrounding the black circle.
  • the main reinforcing members for which the user has set connection relationships are changed to large black circles.
  • the user has set the connection relationships so that the main reinforcing members placed at the four corners of structural members A and B are connected to each other.
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing the structure of data describing the connection relationship between paired main reinforcing members.
  • the main reinforcing members that have been paired (specifying that they are connected to each other) in S204 to S205 or S206 are paired using data that includes the IDs of the main reinforcing members that make up the pair and the attribute parameters of the main reinforcing members.
  • a message indicating that the ring has been received is stored in the storage unit 13.
  • An example of the attribute parameter of the main reinforcing member is an offset value.
  • the user can specify that the main reinforcing members be connected even between two structural members where the arrangement and number of main reinforcing members are not the same. At this time, the two main reinforcing members are bent and connected, as shown in the lower right corner of FIG.
  • the main reinforcement setting unit 123 stores the distance from the start point to the end of this refraction as an offset value for each main reinforcement member.
  • FIG. 12 is an example of a three-dimensional model of the main reinforcing member before pairing is performed for each of the columns and beams connected to the panel zone.
  • the main reinforcing members inside the structural members that are arranged opposite to each other across the panel zone are not connected to each other. Pairing means specifying that these main reinforcing members are connected to each other.
  • a connection relationship is set to connect the main reinforcing members 1201 and 1202 shown in FIG. 12 to each other, for example.
  • FIG. 13 is a plan view showing an example in which main reinforcing members collide as a result of automatic reinforcement in S207.
  • the main reinforcing member 1301 of the column and the main reinforcing member 1302 of the beam collide. This is due to, for example, the user moving the main reinforcing member 1301 to the vicinity of the four corners on the main reinforcing member setting screen.
  • Collisions between main reinforcing members as shown in FIG. 13 can be presented to the user as data, for example, by presenting the IDs of the colliding main reinforcing members as a list.
  • the automatic reinforcement arrangement unit 126 decides to visually present the actual arrangement of the main reinforcing members as a three-dimensional model in S208. This allows the user to visually grasp the collision state on the three-dimensional model as illustrated in FIGS. 12 and 13.
  • FIG. 14 shows an example after the automatic reinforcement section 126 has avoided the collision of the main reinforcing members.
  • the automatic reinforcement section 126 avoided the collision between the main reinforcing members 1301 and 1302 by moving the main reinforcing members 1301 colliding in FIG. 13 toward the center on the column cross section.
  • Figure 14 shows the results.
  • the collision avoidance process may be executed when the user specifies to execute the process, or may be executed automatically in S207 (automatic reinforcement).
  • the automatic reinforcement section 126 reflects the lock setting described in FIG. 7 when selecting the main reinforcement member to be moved to avoid a collision. That is, (a) the main reinforcing members specified to be fixed are not moved, but the other main reinforcing members are moved; (b) the main reinforcing member sets specified to be moved in conjunction are moved in conjunction. For example, if the main reinforcing member 1302 is designated to be fixed, the main reinforcing member 1302 is not moved, but the other main reinforcing members are moved. Alternatively, if the main reinforcing members 1301 and 1303 are specified to be interlocked, their movement direction and movement amount will be the same.
  • the automatic reinforcement section 126 determines the direction and amount of movement thereof.
  • the direction of movement and the amount of movement may be such that, for example, the intervals between the main reinforcement members after movement are as uniform as possible on the cross-sectional view (that is, within the panel zone).
  • the difference between the position of each main reinforcing member when the main reinforcing members are evenly arranged ignoring collisions and the position of the main reinforcing member to be moved can be used as the movement vector.
  • the automatic reinforcement section 126 may move the main reinforcing members according to the movement vector until a collision is avoided. For example, an arrangement may be finally adopted in which the sum of squares between the main reinforcing members arranged evenly and the arrangement of the main reinforcing members after movement is the smallest and collisions are avoided.
  • the user may specify the panel zone, call up the main reinforcing member setting screen (FIG. 5), and set the arrangement and number of main reinforcing members again.
  • the automatic reinforcement section 126 automatically avoids collisions as shown in FIG. 14, for example, in consideration of work efficiency at the construction site, there may be cases where it is desirable to move another main reinforcing member, or when changing the amount or direction of movement.
  • the results of automatic collision avoidance are not necessarily desirable, such as cases where it would be better to change the settings. In order to understand whether such an undesirable situation will occur, it is considered useful for the user to visually view the three-dimensional model of the main reinforcing member.
  • the structural member design program 12 presents a main reinforcing member setting screen (FIG. 5), on which the user can specify the number and arrangement of main reinforcing members on the cross-sectional view of the panel zone. .
  • a main reinforcing member setting screen (FIG. 5)
  • the user can appropriately arrange the main reinforcing members on the same screen.
  • the structural member design program 12 determines whether or not the main reinforcing members will collide when the main reinforcing members are arranged in an actual building according to the connection relationship of the main reinforcing members set on the main reinforcing member setting screen or the like.
  • the results are presented by visual means, such as a three-dimensional model of the main reinforcing member. Thereby, the user can easily understand whether the arrangement and number of main reinforcing members are appropriate, and can adjust the arrangement and number again using the main reinforcing member setting screen or the like.
  • the structural member design program 12 moves the position of the main reinforcing members so as to avoid the collision, if the main reinforcing members collide when the main reinforcing members are actually arranged. For example, the main reinforcing members are moved so that the intervals between the main reinforcing members after the movement are as uniform as possible within the panel zone. As a result, even if the number and arrangement of main reinforcing members set by the user on the main reinforcing member setting screen result in a collision, the collision can be avoided without placing any burden on the user, and main reinforcing members that can actually be constructed can be used. Structures can be designed.
  • a set of main reinforcing members to be moved in conjunction with each other is set in advance on the main reinforcing member setting screen (lock setting). , select the main reinforcing member to be moved according to the settings.
  • main reinforcing members that are desired to be moved in conjunction with the structure of a building can be locked in advance and moved in conjunction with each other.
  • such interlocking movement can be specified in advance.
  • this makes it possible to automatically avoid collisions of the main reinforcing members while optimally maintaining parameters such as structural strength, thereby increasing the design efficiency of the main reinforcing members.
  • the structural member design program 12 can manually set connection relationships between main reinforcing members using the manual connection setting screen, for example, for structural members that are not automatically paired because the arrangement or number of main reinforcing members are different from each other. . Thereby, even if the main reinforcing members are not connected within the panel zone by simply arranging the structural members, the connection relationship can be visually set on the screen.
  • FIG. 15 is a configuration diagram of the computer 1 that executes the structural member design program 12 according to the second embodiment of the present disclosure.
  • a configuration example has been described in which the main reinforcing members connected to the panel zones are paired and the unpaired main reinforcing members are prevented from colliding with each other.
  • a configuration example will be described in which, when further adjusting the arrangement of the main reinforcement members, the arrangement is readjusted while satisfying the arrangement constraints in the panel zone.
  • the structural member design program 12 further includes a main reinforcement position adjustment section 127.
  • the main reinforcing member position adjustment unit 127 executes a process of readjusting while satisfying the arrangement constraints in the panel zone when further adjusting the arrangement of the main reinforcing members. A specific example of operation will be described later.
  • FIG. 16 is a flowchart illustrating the operation of the structural member design program 12 in the second embodiment. After step S208 described in the first embodiment, step S1601 is performed. In S1601, the main reinforcement position adjustment unit 127 readjusts the position of the main reinforcement members according to the procedure described later. The rest is the same as in the first embodiment.
  • constraints may be set when moving the main reinforcing member, like the lock settings (fixed position, linked movement, etc.) described in Embodiment 1.
  • the main reinforcement position adjustment unit 127 reflects such constraints in the panel zone to which it is connected, and moves only in the direction that satisfies the constraints. Allow main reinforcement members to move.
  • the movement button is enabled only in directions in which the main reinforcing member can be moved, and the movement button is disabled in other directions.
  • a disabled movement button can also be forcibly enabled by user operation. For example, when the user selects a disabled movement button, the main reinforcement position adjustment unit 127 displays a dialog asking the user whether or not to enable the movement button. If the user selects enable, the move button is enabled. The same movement button can also be disabled again by a similar operation. This makes it possible to temporarily ignore the constraint conditions within the panel zone and forcibly move the main reinforcing member. For example, such release of constraints is useful when it is desired to locally fine-tune the arrangement.
  • the user can also freely change the viewpoint of the three-dimensional model.
  • the direction in which the main reinforcing member can be moved also changes.
  • the viewpoint rotates, the left and right buttons become valid and the up and down buttons become invalid.
  • FIG. 18 shows how the activation/invalidation of the movement button changes as the viewpoint changes.
  • the viewing direction is approximately orthogonal to the movable direction, so the left and right buttons are enabled on the control panel.
  • the viewing direction is approximately parallel to the movable direction, so the up and down buttons are enabled on the control panel. In both cases, restrictions on the movable direction of the same main reinforcing member are reflected on the control panel.
  • FIG. 19 is an example of main reinforcing members that are specified to be interlocked on the main reinforcing member setting screen.
  • the two main reinforcing members surrounded by dotted lines in FIG. 19 are designated to move in conjunction with each other. In this example, it will move in conjunction with the left and right directions in the drawing.
  • This restriction can be easily grasped by the user on the main reinforcing member setting screen.
  • this constraint condition may be difficult to visually grasp.
  • FIG. 20 is a three-dimensional model of the panel zone shown in FIG. 19 and cross-sectional views in multiple directions.
  • the center of FIG. 20 is a top view, showing the panel zone from the same viewpoint as FIG. 19.
  • the upper, lower, left, and right sides of FIG. 20 are a rear view, a front view, and a left and right side view of the panel zone, respectively.
  • the two main reinforcing members designated to be interlocked in FIG. 19 are visible in the left and right side views, but appear to overlap in the depth direction in the rear view and front view (depth viewpoint screen).
  • FIG. 21 is an enlarged front view of FIG. 20.
  • the main reinforcing members indicated by thick lines in FIG. 21 are those designated to be interlocked in FIG. 19.
  • Such interlocked main reinforcing members can also be moved by the control panel 1700. However, it is necessary to comply with the interlock designation on the main reinforcing member setting screen in FIG. 19.
  • FIG. 22 is a front view showing the result of moving the main reinforcing member in FIG. 21.
  • the main reinforcing members indicated by thick lines in FIG. 22 are the same as those selected in FIG. 21.
  • the main reinforcing member position adjustment unit 127 also moves the other main reinforcing member overlapping in the depth direction to the right in conjunction.
  • FIG. 23 is a top view showing the results of FIGS. 21 and 22.
  • the left side of FIG. 23 shows the main reinforcement arrangement before movement, and the right side of FIG. 23 shows the main reinforcement arrangement after movement.
  • the two main reinforcement members surrounded by a rectangle are designated to be interlocked, and it can be seen that by moving one, the other also moves in conjunction.
  • the main reinforcement position adjustment unit 127 can readjust the arrangement of the main reinforcement members while satisfying such constraints on the panel zone.
  • FIG. 24 shows an example of positioning and adjusting main reinforcing members within a cylindrical structural member.
  • Some structural members have shapes other than square prisms.
  • a columnar structural member is placed below the foundation of a building. Since main reinforcing members are also arranged in such structural members, their positions may be adjusted.
  • the main reinforcement position adjustment section 127 constitutes a control panel 1700 that corresponds to the outer peripheral shape of the structural member.
  • main reinforcing members are arranged along its outer periphery.
  • the main reinforcement position adjustment unit 127 moves the main reinforcement member in a direction perpendicular to the outer circumference. If you press the top button, it moves outward, and if you press the bottom button, it moves inward. If you press the left/right movement button, it will move along the outer periphery.
  • the movement width can be set in both the vertical and horizontal directions.
  • FIG. 25 shows the result of moving the main reinforcing member within the cylindrical structural member.
  • the main reinforcement member indicated by the arrow in FIG. 25 was moved from the state on the left side of FIG. 25 to the state on the right side of FIG. This is the result of pressing the right button on control panel 1700. It can be seen that the main reinforcing member moved along the outer circumferential shape of the structural member.
  • FIG. 26 shows an example of main reinforcing members paired in a panel zone.
  • the main reinforcing members 1201 and 1202 are paired, they are configured similarly to one main reinforcing member that penetrates the panel zone, as shown by the dotted line. In this way, even if there are two main reinforcing members at the initial stage of design, if they are treated as one main reinforcing member through pairing, when one main reinforcing member is moved, the other main reinforcing member will also move in conjunction. It should be moved.
  • FIG. 27 is a top view showing the process of moving the paired main reinforcing members.
  • the main reinforcing member position adjustment unit 127 also moves the other main reinforcing member paired with that main reinforcing member. Move in conjunction with.
  • the right side of FIG. 27 shows the results.
  • FIG. 28 is a schematic diagram showing an example of the shape of a main reinforcing member 2801 having a hook portion.
  • Some main reinforcing members have hook portions that are bent at the ends to prevent them from easily falling out of the concrete.
  • the main reinforcing member 2801 is arranged in a beam member extending in the horizontal direction of the drawing.
  • the main reinforcement member 2801 penetrates into the column member to which the beam member is connected and terminates. The terminal end portion is bent so that it does not easily fall off from the column member.
  • the main reinforcement position adjustment unit 127 adjusts the length instead of moving the position. If you want to make it longer, lengthen the part where the hook part is pushed into the column member. The upper right corner of FIG. 28 shows the results. When shortening, shorten the portion where the hook portion is pushed into the column member. The lower right of FIG. 28 shows the results.
  • FIG. 29 is a top view showing the process of moving the main reinforcing member 2801 in its extending direction.
  • the thick line in FIG. 29 corresponds to the main reinforcing member 2801 in FIG. 28.
  • the main reinforcement position adjustment unit 127 adjusts the length in the stretching direction instead of moving the main reinforcement member 2801. Adjust. In this example, by pressing the lower button, the end of the main reinforcing member 2801 is lengthened downward. The right side of FIG. 29 shows the results.
  • FIG. 30 is a diagram explaining the reason for adjusting the length of the main reinforcing member 2801 instead of moving it in the stretching direction.
  • the main reinforcement member 2801 is pressed against another structural member on the opposite side of the hook portion. If the main reinforcing member 2801 is simply moved without changing the length, there is a possibility that the main reinforcing member 2801 will fall off from the structural member at the opposite end, as shown in the lower part of FIG. Furthermore, even if it does not fall out, the length of the part embedded in the structural member may become too short to the extent that it does not comply with building standards. Therefore, when moving the main reinforcement member having the hook portion in the stretching direction, the main reinforcement position adjustment unit 127 decided to adjust the length of the end portion instead of moving it.
  • one end is lengthened.
  • the left end of the main reinforcing member 2801 is displayed on the screen, and then the left button on the control panel 1700 is pressed.
  • the left end becomes longer as shown in the upper right corner of FIG.
  • the left button on the control panel 1700 is pressed. This shortens the right edge.
  • FIG. 31 is an example of the suction button 1701.
  • the suction button 1701 is a button that instructs to move to the vicinity of another adjacent main reinforcing member.
  • the suction button 1701 that selects the main reinforcing member painted in black in FIG. 31 is pressed, the main reinforcing member is immediately moved to the vicinity of another main reinforcing member adjacent to the right side.
  • the right side of FIG. 31 shows the results.
  • the interval from the adjacent main reinforcing member when moved by the suction button may be specified in advance on a separate screen, may be a fixed interval, or may be specified within the control panel 1700.
  • FIG. 32 is an example of adjusting the arrangement of main reinforcing members placed in the foundation of a building.
  • the foundation is generally a closed area on all sides, so when moving the main reinforcing member, it is moved in a direction perpendicular to the direction in which the main reinforcing member extends.
  • the main reinforcement position adjustment unit 127 activates only the up and down buttons on the control panel 1700. Thereby, the arrangement can be adjusted according to the arrangement restrictions of the main reinforcing members in the foundation.
  • FIG. 33 is an example of adjusting the length of the main reinforcement members placed in the foundation.
  • the main reinforcing members in the foundation do not move in the stretching direction, but there are cases where it is desired to adjust the length.
  • the control panel 1700 is called up by clicking on the end of the main reinforcing member whose length you want to adjust (for example, the area from the end to about one-fourth of the total length, the dotted ellipse on the left side of FIG. 33).
  • the main reinforcement position adjustment unit 127 changes the movement button in the stretching direction to a length adjustment button.
  • the left and right buttons are replaced with length adjustment buttons.
  • the left button the movement button closer to the outer periphery
  • the main reinforcement position adjustment section 127 extends the left end of the main reinforcement member to the left.
  • the right button the moving button on the side far from the outer periphery
  • the main reinforcement position adjustment section 127 shortens the left end of the main reinforcement member in the right direction.
  • a similar operation is performed at the right end. Similar operations are performed at the upper and lower ends of the main reinforcing members extending in the vertical direction.
  • Figure 34 shows the arrangement of main reinforcing members when the foundation is not square. As shown by the dotted line in FIG. 34, in a foundation shape that is not rectangular, main reinforcing member arrangement based on the assumption of a rectangular foundation is not appropriate. Moreover, not all main reinforcement members necessarily have the same length. In this case, as explained in FIG. 33, by providing a function to adjust the length of the main reinforcing members, it is possible to partially adjust the arrangement and length while reusing the arrangement of the main reinforcing members of the rectangular foundation. . Thereby, the arrangement of the main reinforcing members can be adjusted on the control panel 1700 in an arbitrary-shaped foundation.
  • FIG. 35 is a three-dimensional model showing an example of shear reinforcement.
  • Shear reinforcing bars are reinforcing bars that are wrapped around main bars to strengthen columns and beams against shear forces. Shear reinforcing bars are typically arranged at equal intervals, but their arrangement may be adjusted in the same way as the main reinforcement members. For example, there is a case where a shear reinforcing bar collides with another main reinforcing member.
  • FIG. 36 shows an example of adjusting the position of shear reinforcing bars. Since the shear reinforcement is a member that is wound around the main reinforcing member, it moves in the direction in which the structural member (that is, the main reinforcing member) extends. For example, when the shear reinforcing bar indicated by the arrow in FIG. 36 is selected, only the left and right buttons on the control panel 1700 are enabled. Thereby, the position of the shear reinforcing bars can be adjusted by the control panel 1700 according to the shape of the structural member (main reinforcing member).
  • FIG. 37 is an example of shear reinforcing bars wrapped around a main reinforcing member extending diagonally.
  • the shear reinforcement is wrapped around the inclined main reinforcement member. Since the cross-sectional size of the inclined main reinforcement member differs depending on the position, the size of the shear reinforcing bar also differs depending on the position.
  • the main reinforcement position adjustment unit 127 also changes the size of the shear reinforcement according to the size of the inclined main reinforcement member. In the example of FIG. 37, the shear reinforcing bars indicated by arrows change in size as they move.
  • the present disclosure is not limited to the embodiments described above, and includes various modifications.
  • the embodiments described above are described in detail to explain the present disclosure in an easy-to-understand manner, and the embodiments are not necessarily limited to those having all the configurations described.
  • the structural member design program 12 executes each step of FIG. 2 (or FIG. 16), but it is also possible that the designer manually executes all or part of each step. is also possible. For example, by implementing all or part of each step using macros in spreadsheet software and executing them, fine adjustments can be made while visually checking the design results on the screen.
  • the structural member design program 12 and its submodules can be implemented by hardware such as a circuit device (eg, Field Programmable Gate Array: FPGA) instead of software.
  • a circuit device eg, Field Programmable Gate Array: FPGA
  • the panel zone provided in a building and the main reinforcing member provided in a structural member (column or beam) connected thereto have been described, but the present disclosure is not limited to buildings, and It can be applied to general structures. That is, the object of the present disclosure can be applied to architectural structures, civil engineering structures, plants, and other similar structures in general. In this case, it should be noted that what corresponds to the panel zone in the present disclosure is a region where a structural member extending in the height direction of the structure and a structural member extending in a direction perpendicular thereto intersect. .

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Abstract

本開示は、衝突を回避しつつ主筋部材を接続するとともに、補強鉄筋部材の配置を再調整する際の制約条件を充足することを目的とする。本開示に係る構造部材設計方法は、パネルゾーンに対して接続されている主筋部材を互いにペアリングする接続関係をセットし、前記接続関係を維持しながら主筋部材間の衝突を回避し、前記主筋部材の周囲に巻き付ける補強鉄筋部材を配置してその位置を前記主筋部材の延伸方向に沿って再調整する(図15参照)。

Description

構造部材設計方法、構造部材設計プログラム
 本開示は、構造物のパネルゾーンに対して接続された構造部材の接続関係を設計する技術に関する。
 建築物を形成する柱と梁が交差する領域は、パネルゾーンと呼ばれる。パネルゾーンにおいては、柱と梁が交差することに加えて、これらの内部に配置されている主筋部材(主に鉄筋)も交差することになる。建築物を設計する際には、柱や梁などの構造部材の位置やサイズなどを設計することに加えて、これらの主筋部材の位置やサイズなどを設計することが必要である。
 下記特許文献1は、主筋を接続する方法として、『位置合わせ接続』『延長して接続』『曲げて接続』を例示している(同文献の0087~0088)。これらの接続方法は、仕口部(パネルゾーンに相当)における主筋部材の接続関係を規定する態様について説明している。
特開2016-045741号公報
 特許文献1のような従来の設計方法においては、パネルゾーンにおいて主筋部材を相互に接続する手順を規定している。しかし、主筋部材を接続することにより他の主筋部材と衝突する場合があり、このような衝突を回避することについては十分検討されていなかった。また衝突を回避しつつ主筋部材を接続した後において、さらに補強鉄筋部材を配置するとともにその配置を再調整することがあり、そのような再調整における配置制約についても十分検討されていなかった。
 本開示は上記のような課題に鑑みてなされたものであり、衝突を回避しつつ主筋部材を接続するとともに、補強鉄筋部材の配置を再調整する際の制約条件を充足することを目的とする。
 本開示に係る構造部材設計方法は、パネルゾーンに対して接続されている主筋部材を互いにペアリングする接続関係をセットし、前記接続関係を維持しながら主筋部材間の衝突を回避し、前記主筋部材の周囲に巻き付ける補強鉄筋部材を配置してその位置を前記主筋部材の延伸方向に沿って再調整する。
 本開示に係る構造部材設計方法によれば、衝突を回避しつつ主筋部材を接続するとともに、補強鉄筋部材の配置を再調整する際の制約条件を充足することができる。本開示のその他の課題、構成、利点などについては、以下の実施形態の説明を参照することによって明らかとなる。
実施形態1に係る構造部材設計プログラム12を実行するコンピュータ1の構成図である。 構造部材設計プログラム12の動作を説明するフローチャートである。 S201において抽出するパネルゾーン301を表示する画面例である。 パネルゾーン抽出部121がパネルゾーン301を抽出する手順を説明する模式図である。 S203における主筋部材設定画面の例である。 ユーザが主筋部材設定画面上で主筋部材の位置を指定する過程を示す模式図である。 主筋部材設定画面のその他の構成要素を説明する図である。 主筋部材設定画面上において柱を分割する例を示す。 S206におけるマニュアル接続設定画面の例である。 ユーザがマニュアル接続設定画面上で主筋部材の接続関係をセットする過程を示す模式図である。 ペアリングされた主筋部材の接続関係を記述したデータの構造を示す模式図である。 パネルゾーンに対して接続されている柱と梁それぞれに対してペアリングを実施する前における主筋部材の3次元モデルの例である。 S207における自動配筋の結果として主筋部材が衝突する例を示す平面図である。 自動配筋部126が主筋部材の衝突を回避した後の例を示す。 実施形態2に係る構造部材設計プログラム12を実行するコンピュータ1の構成図である。 実施形態2における構造部材設計プログラム12の動作を説明するフローチャートである。 主筋位置調整部127が提供するユーザインターフェースの例である。 視点変更にともなって移動ボタンの有効化/無効化が変わる様子を示す。 主筋部材設定画面において連動指定されている主筋部材の例である。 図19に示すパネルゾーンの3次元モデルと複数方向の断面図である。 図20の正面図を拡大したものである。 図21の主筋部材を移動させた結果を示す正面図である。 図21~図22の結果を示す上面図である。 円柱状の構造部材内の主筋部材を配置調製する例を示す。 円柱状の構造部材内の主筋部材を移動させた結果を示す。 パネルゾーンにおいてペアリングした主筋部材の例を示す。 ペアリングした主筋部材を移動させる過程を示す上面図である。 フック部分を有する主筋部材2801の形状例を示す模式図である。 主筋部材2801をその延伸方向において移動させる過程を示す上面図である。 主筋部材2801を延伸方向に移動させる代わりに長さを調整する理由を説明する図である。 吸着ボタン1701の例である。 建築物の基礎内に配置されている主筋部材の配置を調整する例である。 基礎内に配置されている主筋部材の長さを調整する例である。 基礎が四角形ではない場合における主筋部材の配置を示す。 せん断補強筋の例を示す3次元モデルである。 せん断補強筋の位置を調整する例を示す。 斜めに延伸する主筋部材の周りに巻き付けたせん断補強筋の例である。
<実施の形態1>
 図1は、本開示の実施形態1に係る構造部材設計プログラム12を実行するコンピュータ1の構成図である。構造部材設計プログラム12は、建築物のパネルゾーンに対して接続された構造部材(例:柱、梁)が有する主筋部材の接続関係を設計することにより、その建築物の構造を設計する処理を実装したプログラムである。コンピュータ1は、プロセッサ11と記憶部13を備える。プロセッサ11は構造部材設計プログラム12を実行する。以下では記載の便宜上、構造部材設計プログラム12を各処理ステップの動作主体として説明する場合があるが、構造部材設計プログラム12を実際に実行するのはプロセッサ11であることを付言しておく。
 ユーザ端末2は、コンピュータ1とやり取りして構造部材設計プログラム12に対してユーザからの指示を通知し、その処理結果を構造部材設計プログラム12から受け取ってディスプレイなどの適当なデバイス上で表示する。コンピュータ1とユーザ端末2は、適当なネットワークを介して互いに通信することにより、コンピュータ1による処理結果をユーザ端末2に対して通知し、あるいはユーザ端末2からコンピュータ1に対する指示を送受信することができる。
 構造部材設計プログラム12は、サブモジュールとして、パネルゾーン抽出部121、構造部材抽出部122、主筋セット部123、ペアリング部124、接続関係セット部125を備える。構造部材設計プログラム12および各サブモジュールの動作については後述する。
 図2は、構造部材設計プログラム12の動作を説明するフローチャートである。本フローチャートは、ユーザが構造部材設計プログラム12をコンピュータ1上で起動し、所定のメニューなどから本フローチャートを実施するように指示することによって開始される。以下図2の各ステップについて説明する。
(図2:ステップS201)
 パネルゾーン抽出部121は、建築物の設計データを記憶部13から読み取る。設計データは、建築物を構成する柱と梁、柱と梁に対して接続されたパネルゾーン、などの構造を記述したデータである。パネルゾーン抽出部121は、設計データからパネルゾーンの箇所を抽出し、そのリストを保持する。パネルゾーンの箇所は、設計データ上において柱と梁が互いに接続されている箇所を探索することにより、抽出することができる。本ステップの1例は後述する。
(図2:ステップS201:補足)
 本ステップは、例えばユーザが構造部材設計プログラム12上のメニューから本ステップを実施するように構造部材設計プログラム12に対して指示し、さらに設計データのファイルパスなどを指定することによって、開始することができる。設計データは例えば建築物のCADデータである。以下のステップも同様に、各ステップを実施するように指示するメニューをユーザが選択することによって、開始することができる。
(図2:ステップS202)
 構造部材抽出部122は、S201において抽出したパネルゾーンに対して接続されている構造部材(柱または梁)を抽出する。説明の便宜上、本実施形態1においては柱を抽出することとする。
(図2:ステップS203)
 主筋セット部123は、後述する主筋部材設定画面を、ユーザ端末2が備えるディスプレイ上に表示する。ユーザは主筋部材設定画面上で構造部材(本実施形態1においては柱)を選択し、その構造部材の内部に配置する主筋部材(鉄筋)の本数と位置を、主筋部材設定画面上でセットする。本ステップの詳細は、主筋部材設定画面の具体例と併せて後述する。主筋部材の本数と配置が既にセットされている構造部材については、本ステップを省略してもよい。
(図2:ステップS204)
 ペアリング部124は、パネルゾーンの断面上において対向して配置されている構造部材のうち、主筋部材の本数と配置が同じものを全て抽出する。ペアリング部124は、抽出した構造部材をペアリングする。ここでいうペアリングとは、ペアリングされた構造部材の内部の主筋部材が実際の建築物において互いに接続される旨を、構造部材設計プログラム12内部において指定することである。ペアリング部124は、ペアリングの結果を記憶部13へ格納する。パネルゾーンの断面上において、主筋部材の本数と配置が同じではない構造部材は、ペアリングの対象外となる。
(図2:ステップS205)
 接続関係セット部125は、S204の結果にしたがって、ペアリングされた構造部材を互いに接続する。接続関係セット部125は、その接続関係を記述したデータを、記憶部13へ格納する。
(図2:ステップS206)
 接続関係セット部125は、後述するマニュアル接続設定画面を、ユーザ端末2が備えるディスプレイ上に表示する。ユーザはマニュアル接続設定画面上において、S205のなかでペアリングされなかった構造部材の内部の主筋部材を、マニュアル作業によって接続する。接続関係セット部125は、その接続関係を記述したデータを、記憶部13へ格納する。本ステップの詳細は、マニュアル接続設定画面の具体例と併せて後述する。
(図2:ステップS207)
 自動配筋部126は、以上のステップによってセットされた主筋部材の接続関係にしたがって、主筋部材を実際に配置したと仮定し、パネルゾーン内部も含めた主筋部材の配置関係を計算する。このとき、主筋部材が衝突するか否かを併せて計算する。衝突の例などについては後述する。
(図2:ステップS208)
 自動配筋部126は、設計データから、主筋部材のサイズ、材料、強度、などの特性を記述した主筋特性データを記憶部13から読み取る。自動配筋部126は、以上のステップにおいて互いに接続した主筋部材間の接続関係および主筋部材のサイズなどの特性にしたがって、主筋部材の3次元モデルを作成する。自動配筋部126は、作成した3次元モデルを、ユーザ端末2のディスプレイ上で表示する。3次元モデルを提示する意義については、その例と併せて後述する。
 図3は、S201において抽出するパネルゾーン301を表示する画面例である。パネルゾーン301は、構造部材設計プログラム12が設計する建築物が有する柱と梁が交差する箇所である。パネルゾーン抽出部121は、後述する手順によってパネルゾーン301を建築物の設計データから抽出し、図3のように画面表示する。パネルゾーン抽出部121は、図3の画面を生成してユーザ端末2に対して送信し、ユーザ端末2はその画面上でパネルゾーン301を表示することができる。
 図4は、パネルゾーン抽出部121がパネルゾーン301を抽出する手順を説明する模式図である。図4において、(a)柱1と柱2によって表される柱、(b)梁1と梁3によって表される梁(便宜上、第1梁と呼ぶ)、(c)梁2と梁4によって表される梁(便宜上、第2梁と呼ぶ)、がパネルゾーンにおいて交差している。
 パネルゾーン抽出部121は、設計データよりこれら3つの構造部材の位置やサイズなどの形状情報を取得する。パネルゾーン抽出部121は、取得した形状情報にしたがって、柱と第1梁が交差することによって生じる平面領域を特定するとともに、柱と第2梁が交差することによって生じる平面領域を特定する。パネルゾーン抽出部121は、特定した平面領域と柱によって囲まれる3次元空間を、これら3つの部材が交差するパネルゾーンとして抽出することができる。構造部材抽出部122は、これらの過程において用いた構造部材とパネルゾーンとの間の関係にしたがって、パネルゾーンに対して接続されている構造部材を特定できる。
 図5は、S203における主筋部材設定画面の例である。主筋セット部123は、図5に例示する主筋部材設定画面をユーザ端末2に対して送信し、ユーザ端末2はその画面を表示する。主筋部材設定画面は、ユーザが指定した構造部材(柱または梁)の内部に組み込む主筋部材(鉄筋)の本数および配置を、ユーザがマニュアル操作によって指定するために用いる画面である。図5の中央は、ユーザが指定したパネルゾーンの断面図を示す。平面図上の白丸は、構造部材を配置することができる候補位置である。ユーザはこの平面図上において、構造部材を配置する箇所を指定する。構造部材を配置する位置の白丸は黒丸に置き換わっている。構造部材が柱である場合と梁である場合いずれにおいても、同様の画面を用いることができる。
 図6は、ユーザが主筋部材設定画面上で主筋部材の位置を指定する過程を示す模式図である。この例において、ユーザはパネルゾーンの断面図の4隅に主筋部材を配置し、それ以外の候補位置における主筋部材を削除している。構造部材の場所によっては高い強度が必要ではない場合もあり、そのような場合においては例えば4隅のみ主筋部材を配置すれば足りるので、図6が示すように主筋部材の本数と配置を変更してもよい。
 図7は、主筋部材設定画面のその他の構成要素を説明する図である。図7に示す例において、主筋部材設定画面は、パネルゾーンの断面上に配置されている主筋部材に対してロック設定を指定するロックアイコン(例えば701~704)を有する。ロック設定は、S207の自動配筋処理において、主筋部材をどのように移動させるかを指定する属性設定である。
 自動配筋処理において主筋部材を仮配置したとき、主筋部材同士が衝突する可能性がある。主筋部材の配置はパネルゾーンごとにユーザが主筋部材設定画面上でマニュアル設定する場合があるからである。後述するように、自動配筋部126は衝突した主筋部材の位置を移動させることによって衝突を回避するが、そのとき位置を移動させず固定する主筋部材を、ロック設定によって指定することができる。例えばアイコン704に対してその旨を指定した場合、アイコン704から延伸する直線に沿った横方向5つの主筋部材(図7においては実際には2つの主筋部材が配置されている)は、自動配筋処理において移動しない。
 自動配筋処理において衝突回避のためにいずれかの主筋部材を移動させるとき、連動して移動させることが望ましい別の主筋部材が存在する場合がある。典型的には同一線上に配置されている主筋部材は連動して移動することが望ましい。ロック設定によってそのような連動して移動させる主筋部材セットを指定することができる。例えばアイコン703に対してその旨を指定した場合、アイコン703から右へ向かって延伸する直線に沿った横方向5つの主筋部材(図7においては実際には2つの主筋部材が配置されている)は、自動配筋処理において連動して移動する(すなわち移動方向と移動量が互いに等しくなるように移動する)。
 主筋部材設定画面上においては、主筋部材の位置そのものを移動させることもできる。主筋部材間の間隔設定705を選択して入力画面を開き、設定したい間隔を入力することにより、主筋部材の位置を移動させることができる。
 主筋部材設定画面は、パネルゾーンの断面上において配置した主筋部材を、その断面に対して直交する平面上で見たときの各主筋部材の配置を、ビュー706上で併せて画面表示することもできる。ビュー706は、構造部材の側面図、透過図、などによって構成することができる。
 図8は、主筋部材設定画面上において柱を分割する例を示す。ユーザは主筋部材設定画面上において、構造部材(柱または梁)を分割することができる。主筋セット部123が分割した構造部材に対してそれぞれ別のIDを割り当てることにより、構造部材設計プログラム12は以後それらを別個の構造部材として管理する。分割前の構造部材はそれぞれ同一の主筋部材を有しているが、分割によってそれらの主筋部材も分割されることになる。ユーザは分割後の構造部材に対して改めて主筋部材の配置と本数を指定することができる。例えば柱の下方は上方よりも主筋部材を多くする、などの個別設定が可能である。ユーザは反対に、構造部材を統合することもできる。ただし主筋部材の配置、本数、材質などが全て一致している構造部材同士に限る。分割することにより発生する構造部材の個数は、建築物の仕様や業界標準などによって適宜定めることができる。例えば柱は2分割のみ可能、梁は2分割または3分割のみ可能、などである。
 図9は、S206におけるマニュアル接続設定画面の例である。接続関係セット部125は、図9に例示するマニュアル接続設定画面をユーザ端末2に対して送信し、ユーザ端末2はその画面を表示する。マニュアル接続設定画面は、構造部材の内部の主筋部材を、ユーザがマニュアル作業によって接続するために用いる画面である。
 ユーザは図9に示す画面上において、まず接続関係をセットする2つの構造部材(この例においては梁Aと梁B)を選択する。ユーザは梁Aのいずれかの主筋部材と梁Bのいずれかの主筋部材をそれぞれ画面上で選択し、これらを接続する旨をさらに画面上で指定する。接続関係セット部125は、その接続関係を記述したデータを記憶部13に保存する。ユーザは、梁Aと梁Bそれぞれのその他の主筋部材についても同様に接続関係をセットする。
 図10は、ユーザがマニュアル接続設定画面上で主筋部材の接続関係をセットする過程を示す模式図である。構造部材AとBそれぞれのパネルゾーン断面図上において、主筋部材を小さい黒丸によって示している。ユーザが選択した主筋部材は、黒丸の周囲を円が囲むことによって示している。ユーザが接続関係をセットした主筋部材は、大きい黒丸に変更されている。この例においては、ユーザは構造部材AとBそれぞれの4隅に配置されている主筋部材を互いに接続するように、接続関係をセットしている。
 図11は、ペアリングされた主筋部材の接続関係を記述したデータの構造を示す模式図である。S204~S205またはS206においてペアリング(互いに接続されている旨を指定すること)された主筋部材は、そのペアを構成する主筋部材のIDおよびその主筋部材の属性パラメータをセットにしたデータによって、ペアリングされた旨が記憶部13内に保存される。
 主筋部材の属性パラメータとしては、例えばオフセット値が挙げられる。ユーザは、マニュアル接続設定画面上において、主筋部材の配置と本数が同一ではない2つの構造部材間であっても、主筋部材を接続するように指定することができる。このときその2つの主筋部材は、図11右下に示すように、屈折して接続されることになる。主筋セット部123は、この屈折の開始点から終端までの距離を、オフセット値として主筋部材ごとに保存する。
 図12は、パネルゾーンに対して接続されている柱と梁それぞれに対してペアリングを実施する前における主筋部材の3次元モデルの例である。S204~S206においてペアリングする前の時点においては、パネルゾーンを挟んで対向配置された構造部材の内部の主筋部材は、互いに接続されていない状態となっている。ペアリングは、これらの主筋部材を互いに接続する旨を指定することを意味する。S205における自動接続またはS206におけるマニュアル接続によって、例えば図12に示す主筋部材1201と1202を互いに接続する旨の接続関係をセットする。
 図13は、S207における自動配筋の結果として主筋部材が衝突する例を示す平面図である。図13に示す例において、柱が有する主筋部材1301と梁が有する主筋部材1302が衝突している。これは、例えば主筋部材設定画面においてユーザが主筋部材1301を4隅近傍へ移動させたことに起因している。
 図13に示すような主筋部材同士の衝突は、例えば衝突している主筋部材のIDなどをリストとして提示することにより、データとしてユーザに対して提示することができる。しかしユーザとしては、主筋部材のリストのみを提示されても、その主筋部材がどのような態様で衝突しているのかを把握することが困難な場合がある。そこで自動配筋部126はS208において、主筋部材の実際の配置を3次元モデルとして視覚的に提示することとした。これによりユーザは、図12~図13に例示するような3次元モデル上においてその衝突状態を視覚的に把握できる。
 図14は、自動配筋部126が主筋部材の衝突を回避した後の例を示す。自動配筋部126は、図13において衝突している主筋部材1301を、柱断面上における中央寄りへ移動させることにより、主筋部材1301と1302との間の衝突を回避した。図14はその結果を示す。衝突を回避する処理は、ユーザがその処理を実施するように指定したとき実施してもよいし、S207(自動配筋)において自動的に実施してもよい。
 自動配筋部126は、衝突回避のために移動させる主筋部材を選択する際に、図7において説明したロック設定を反映させる。すなわち、(a)固定指定した主筋部材は移動させずその他の主筋部材を移動させる、(b)連動して移動するように指定した主筋部材セットは連動して移動させる。例えば主筋部材1302が固定指定されている場合、主筋部材1302は移動させずその他の主筋部材を移動させる。あるいは主筋部材1301と1303が連動指定されている場合、これらの移動方向と移動量は同一となる。
 自動配筋部126は、移動させる主筋部材を決定した後、その移動方向と移動量を決定する。移動方向と移動量は、例えば移動後の主筋部材の配置間隔が断面図上(すなわちパネルゾーン内)においてできる限り均等となるようにすればよい。例えば衝突を無視して主筋部材を均等配置したときの各主筋部材の位置と、移動させる主筋部材の位置との間の差分を、移動ベクトルとして用いることができる。自動配筋部126は、その移動ベクトルにしたがって、衝突が回避されるまで主筋部材を移動させればよい。例えば、各主筋部材を均等配置したときと移動後の主筋部材配置との間の2乗和が最も小さくかつ衝突が回避されるような配置を、最終的に採用すればよい。
 ユーザは、図13または図14の3次元モデルを見た上で、そのパネルゾーンを指定して主筋部材設定画面(図5)を呼び出し、改めて主筋部材の配置や本数をセットしてもよい。自動配筋部126が図14のように衝突を自動的に回避したとしても、例えば施工現場の作業効率を考慮すると、別の主筋部材を移動させたほうが望ましい場合や、移動量もしくは移動方向を変えたほうがよい場合など、必ずしも自動衝突回避の結果が望ましくない場合も考えられる。そのような望ましくない状況が発生するか否かを把握するためには主筋部材の3次元モデルをユーザが視覚的に見ることが有用であると考えられる。衝突箇所のIDなどをリスト表示するのみでは、そのような状況が発生するか否か、あるいは発生するとしてどのような態様であるのか、などを把握することは困難だからである。主筋部材の3次元モデルを提示することは、そのような観点において有用である。
<実施の形態1:まとめ>
 本実施形態1に係る構造部材設計プログラム12は、建築物の構造を記述した設計データ(例えばCADデータ)からパネルゾーンを抽出し、パネルゾーンに対して接続されている構造部材の内部の主筋部材の本数および配置をセットし、主筋部材の本数および配置が同じ構造部材同士をペアリングしてそれらの主筋部材を接続する。パネルゾーンを起点としてそのパネルゾーンに対して接続されている構造部材を特定することにより、パネルゾーン内における主筋部材の接続関係を適切にセットすることができる。また主筋部材の配置と本数が同一である構造部材については自動ペアリングすることもできるので、主筋部材の設計作業を効率的に進めることができる。
 本実施形態1に係る構造部材設計プログラム12は、主筋部材設定画面(図5)を提示し、ユーザは同画面上においてパネルゾーンの断面図上で主筋部材の本数と配置を指定することができる。例えばCADデータからインポートした構造部材内の主筋部材が過剰または過少であるような場合においても、ユーザは同画面上で主筋部材を適切に配置することができる。1例として、建築物の下方の柱は主筋部材を多く変更し、上方の柱は主筋部材を少なく変更する、などのマニュアル設計が可能である。
 本実施形態1に係る構造部材設計プログラム12は、主筋部材設定画面などによってセットされた主筋部材の接続関係にしたがって主筋部材を実際の建築物において配置したと仮定したとき主筋部材が衝突するか否かを計算し、その結果を例えば主筋部材の3次元モデルなどの視覚的手段によって提示する。これによりユーザは、主筋部材の配置や本数が適切であるか否かを容易に把握し、改めて主筋部材設定画面などによってその配置や本数を調整することができる。
 本実施形態1に係る構造部材設計プログラム12は、主筋部材を実際に配置したと仮定したとき主筋部材が衝突する場合は、その衝突を回避するように、主筋部材の位置を移動させる。例えば移動後の主筋部材の配置間隔がパネルゾーン内においてなるべく均等となるように、主筋部材を移動させる。これにより、例えばユーザが主筋部材設定画面上でセットした主筋部材の本数と配置が衝突を招く場合であっても、ユーザに負担をかけることなくその衝突を回避し、実際に施工可能な主筋部材構造を設計することができる。
 本実施形態1に係る構造部材設計プログラム12は、衝突回避のために主筋部材を移動させる際に、移動させずに位置を固定する主筋部材を主筋部材設定画面上であらかじめ設定しておき(ロック設定)、その設定にしたがって、移動させる主筋部材を選択する。これにより、例えば建築物の構造との関係において移動させることが望ましくない主筋部材についてはあらかじめ位置を固定しておき、その他の主筋部材のみを移動させることができる。したがって、構造強度などのパラメータを最適に維持しつつ、主筋部材の衝突を自動的に回避することができ、主筋部材の設計効率が高まる。
 本実施形態1に係る構造部材設計プログラム12は、衝突回避のために主筋部材を移動させる際に、連動して移動させる主筋部材セットを主筋部材設定画面上であらかじめ設定しておき(ロック設定)、その設定にしたがって、移動させる主筋部材を選択する。これにより、例えば建築物の構造との関係において連動して移動させることが望ましい主筋部材についてはあらかじめ連動ロックをかけておき、それらを連動して移動させることができる。例えばパネルゾーンの断面図上で対向して配置されている主筋部材は連動移動させることが望ましい場合は、そのような連動移動をあらかじめ指定しておくことができる。これにより位置固定ロックと同様に、構造強度などのパラメータを最適に維持しつつ、主筋部材の衝突を自動的に回避することができ、主筋部材の設計効率が高まる。
 本実施形態1に係る構造部材設計プログラム12は、例えば主筋部材の配置または本数が互いに異なることによって自動ペアリングされなかった構造部材について、マニュアル接続設定画面によって手動で主筋部材の接続関係をセットできる。これにより、構造部材を配置したのみでは主筋部材がパネルゾーン内において接続されない場合であっても、その接続関係を画面上で視覚的にセットすることができる。
<実施の形態2>
 図15は、本開示の実施形態2に係る構造部材設計プログラム12を実行するコンピュータ1の構成図である。実施形態1においては、パネルゾーンに対して接続された主筋部材をペアリングするとともに、ペアリングされていない主筋部材同士が互いに衝突することを回避する構成例を説明した。本実施形態2においては、その上でさらに主筋部材の配置を調整する際に、パネルゾーンにおける配置制約を充足しつつ再調整する構成例について説明する。
 構造部材設計プログラム12は、サブモジュールとして、実施形態1で説明したものに加え、さらに主筋位置調整部127を備える。主筋位置調整部127は、衝突回避しつつ主筋部材をペアリングした後において、さらに主筋部材の配置を調整する際に、パネルゾーンにおける配置制約を充足しつつ再調整する処理を実施する。具体的な動作例については後述する。
 図16は、実施形態2における構造部材設計プログラム12の動作を説明するフローチャートである。実施形態1で説明したステップS208の後に、ステップS1601を実施する。S1601において、主筋位置調整部127は、後述する手順にしたがって、主筋部材の位置を再調整する。その他は実施形態1と同様である。
<実施の形態2:連動移動に関する制約>
 図17は、主筋位置調整部127が提供するユーザインターフェースの例である。主筋位置調整部127は、例えば図17右側に示す主筋部材の3次元モデル上において、同図に示すコントロールパネル1700を表示する。コントロールパネル1700は、いずれかの主筋部材を3次元モデル上において選択したとき、その主筋部材を移動させる操作指示を入力する画面部品である。ユーザはコントロールパネル1700上の移動ボタンを押下することにより、選択した主筋部材をその方向へ移動させることができる。さらに移動間隔(グリッド間隔)を指定することもできる。
 ただしパネルゾーンにおいては、実施形態1で説明したロック設定(位置固定、連動移動など)のように、主筋部材を移動させる際の制約条件がセットされている場合がある。主筋位置調整部127は、パネルゾーンに対して接続されている主筋部材を移動させる際には、その接続先のパネルゾーンにおけるこのような制約条件を反映し、制約条件を充足する方向においてのみ、主筋部材を移動させることを許可する。具体的には、コントロールパネル1700上において、主筋部材を移動させることができる方向のみ移動ボタンを有効化し、それ以外の方向においては移動ボタンを無効化する。
 図17左側に示すパネルゾーンにおいては、左端の列は左右移動が禁止されている。さらに3行目に配置されている主筋部材は、連動して移動させるように指定されている。したがって、3次元モデル上において3行1列の主筋部材(またはその主筋部材に対して接続されているパネルゾーン外の主筋部材)を選択した場合、コントロールパネル1700は、上下方向のみ移動ボタンを有効化し、左右方向の移動ボタンは無効化する。これにより、図17左側のパネルゾーン上の制約条件を充足しつつ、主筋部材の配置を視覚的に再調整することができる。
 無効化されている移動ボタンは、ユーザ操作により強制的に有効化することもできる。例えばユーザが無効化されている移動ボタンを選択すると、主筋位置調整部127は、その移動ボタンを有効化させるか否かをユーザに対して問い合わせるダイアログを表示する。ユーザが有効化を選択すると、その移動ボタンは有効化される。同様の操作により、同じ移動ボタンを再度無効化することもできる。これにより、パネルゾーン内の制約条件をいったん無視して、強制的に主筋部材を移動させることができる。例えば局所的に配置を微調整したい場合などにおいて、このような制約解除は有用である。
 ユーザは3次元モデルの視点を自由に変更することもできる。視点を変更することにより、主筋部材を移動させることができる方向も変わる。例えば図17右側の3次元モデルをZ軸方向周りにおいて90°回転させると、同じ主筋部材は画面上において左右方向のみ移動可能となる。主筋位置調整部127は、このような視点の変更にともなって、有効化/無効化する移動ボタンも変更する。この例においては、視点回転にともない、左右ボタンが有効になり、上下ボタンは無効になる。
 図18は、視点変更にともなって移動ボタンの有効化/無効化が変わる様子を示す。図18左においては、移動可能方向に対して略直交する方向を視線方向としているので、コントロールパネル上では左右ボタンが有効化されている。図18右においては、移動可能方向に対して略平行な方向を視線方向としているので、コントロールパネル上では上下ボタンが有効化されている。いずれも同じ主筋部材の移動可能方向の制約をコントロールパネル上で反映している。
<実施の形態2:奥行方向の重なり>
 図19は、主筋部材設定画面において連動指定されている主筋部材の例である。図19の点線で囲んだ2つの主筋部材は、連動して移動するように指定されている。この例においては図面の左右方向に連動して移動することになる。この制約は主筋部材設定画面においてはユーザが容易に把握できる。他方で主筋部材の3次元モデル上においては、この制約条件が視覚的に把握しにくい場合がある。
 図20は、図19に示すパネルゾーンの3次元モデルと複数方向の断面図である。図20中央は上面図であり、図19と同じ視点でパネルゾーンを視た図である。図20上下左右は、パネルゾーンのそれぞれ背面図、正面図、左右側面図である。図19において連動指定されている2つの主筋部材は、左右側面図においてはそれぞれ視認することができるが、背面図と正面図(奥行視点画面)においては奥行方向に重なって見える。
 図21は、図20の正面図を拡大したものである。図21において太線で示す主筋部材は、図19において連動指定されているものである。図21の奥行方向には、連動指定されているもう一方の主筋部材が存在するが、図21においてこの2つの主筋部材は奥行方向に重なっているので、正面図上では見えなくなっている。このような連動されている主筋部材も、コントロールパネル1700によって移動させることができる。ただし図19の主筋部材設定画面における連動指定に準拠する必要がある。
 図22は、図21の主筋部材を移動させた結果を示す正面図である。図22において太線で示す主筋部材は、図21において選択されているものと同じである。コントロールパネル1700によってこの主筋部材を右方向へ移動させると、主筋位置調整部127は、奥行方向において重なっているもう一方の主筋部材も、連動して右方向へ移動させる。これにより、パネルゾーン上における制約条件が3次元モデル上において視認できない場合であっても、その制約条件に準拠しつつ、主筋部材の位置を視覚的に再調整することができる。
 図23は、図21~図22の結果を示す上面図である。図23左は移動前の主筋配置を示し、図23右は移動後の主筋配置を示す。長方形で囲んだ2つの主筋部材は連動指定されており、一方を移動させることによって他方も連動して移動したことが分かる。主筋位置調整部127は、このようなパネルゾーン上における制約条件を充足しつつ、主筋部材の配置を再調整することができる。
<実施の形態2:構造部材の形状に対応した配置調製>
 図24は、円柱状の構造部材内の主筋部材を配置調製する例を示す。構造部材のなかには四角柱以外の形状を有するものがある。例えば建築物の基礎の下方には円柱状の構造部材が配置されている。このような構造部材にも主筋部材が配置されるので、その位置を調整する場合がある。主筋位置調整部127は、構造部材の外周形状に対応したコントロールパネル1700を構成する。
 円柱状の構造部材内には、その外周に沿って主筋部材が配置されている。移動させる主筋部材を選択した上でコントロールパネル1700上で上下方向の移動ボタンを押すと、主筋位置調整部127は、その主筋部材を外周に対して直交する方向に移動させる。上ボタンを押下した場合は外側へ向かい移動させ、下ボタンを押下した場合は内側へ向かい移動させる。左右方向の移動ボタンを押した場合は、外周に沿って移動させる。さらに上下方向と左右方向それぞれにおいて、移動幅をセットすることができる。
 図25は、円柱状の構造部材内の主筋部材を移動させた結果を示す。図25の矢印が指し示す主筋部材を、図25左側の状態から右側の状態へ移動させた。これはコントロールパネル1700上で右ボタンを押した結果である。構造部材の外周形状に沿って主筋部材が移動したことが分かる。
<実施の形態2:ペアリングされている主筋部材の連動>
 図26は、パネルゾーンにおいてペアリングした主筋部材の例を示す。図12と同様の主筋部材の配置において、主筋部材1201と1202をペアリングした場合、これらは点線が示すように、パネルゾーンを貫通する1つの主筋部材と同様に構成されることになる。このように、設計の初期時点においては2つの主筋部材であっても、ペアリングによって1つの主筋部材と同様に取り扱う場合においては、一方の主筋部材を移動させるとき他方の主筋部材も連動して移動させるべきである。
 図27は、ペアリングした主筋部材を移動させる過程を示す上面図である。図27左のパネルゾーン上面図において、黒塗りした主筋部材を選択してコントロールパネル1700によって移動させるとき、主筋位置調整部127は、その主筋部材とペアリングされているもう一方の主筋部材もこれに連動して移動させる。図27右はその結果を示す。
<実施の形態2:フック主筋部材の配置調整>
 図28は、フック部分を有する主筋部材2801の形状例を示す模式図である。主筋部材のなかには、コンクリートから容易に抜け落ちることがないように、端部において折り曲げられたフック部分を有するものがある。主筋部材2801は、図面の横方向に延伸する梁部材のなかに配置されているものである。主筋部材2801は、梁部材が接続されている柱部材のなかまで貫通して終端する。この終端部分が柱部材から容易に抜け落ちることがないように、終端部分は折り曲げられている。
 主筋位置調整部127は、主筋部材2801をその延伸方向において移動させる場合は、位置を移動させることに代えて長さを調整する。長くする場合は、フック部分が柱部材に対して押し込まれている部分を長くする。図28右上はその結果を示す。短くする場合は、フック部分が柱部材に対して押し込まれている部分を短くする。図28右下はその結果を示す。
 図29は、主筋部材2801をその延伸方向において移動させる過程を示す上面図である。図29の太線は図28の主筋部材2801に相当する。ユーザが主筋部材2801を選択してコントロールパネル1700によって延伸方向(図29の縦方向)に移動させるとき、主筋位置調整部127は、主筋部材2801を移動させることに代えて、延伸方向の長さを調整する。この例においては下ボタンを押下することにより、下方向に向かって主筋部材2801の端部を長くする。図29右はその結果を示す。
 図30は、主筋部材2801を延伸方向に移動させる代わりに長さを調整する理由を説明する図である。主筋部材2801は、フック部分の反対側において別の構造部材に対して押し込まれている。主筋部材2801の長さを変えることなく単純に移動させると、図30下段に示すように、反対側の端部において主筋部材2801が構造部材から抜け落ちてしまう可能性がある。また抜け落ちないにしても、構造部材に対して埋め込まれている部分の長さが、建築基準に準拠できない程度に短くなり過ぎる可能性がある。そこで主筋位置調整部127は、フック部分を有する主筋部材を延伸方向において移動させる場合は、移動することに代えて端部の長さを調整することにした。これにより図30下段のような状況を回避できる。フック部分を有さない主筋部材において図30下段と同様の状況が生じる場合は、同様に移動に代えて端部の長さを調整してもよい。
 他方で、主筋部材2801を移動したい場合は、以下のようにすることができる。まず一方の端部において、端部を長くする。図28(または図30)に示す例においては、主筋部材2801の左端を画面表示した上で、コントロールパネル1700上で左ボタンを押す。これにより左端が図28右上のように長くなる。さらに主筋部材2801の右端を画面表示した上で、コントロールパネル1700上で左ボタンを押す。これにより右端が短くなる。以上の操作により、主筋部材2801は左端が長くなり右端が短くなるので、実質的には左方向へ移動したことになる。
<実施の形態3>
 実施形態2においては、パネルゾーン内の制約条件を充足しつつ、コントロールパネル1700によって主筋部材の位置を再調整する例を説明した。本開示の実施形態3では、コントロールパネル1700によって主筋部材の位置を再調整するその他の例について説明する。本実施形態の各図において説明する処理は、主筋位置調整部127によって実施することができる。
 図31は、吸着ボタン1701の例である。吸着ボタン1701は、隣接する別の主筋部材の近傍へ移動するように指示するボタンである。例えば図31の黒塗りした主筋部材を選択した吸着ボタン1701を押すと、右側に隣接する別の主筋部材の近傍へ即座に移動する。図31右はその結果を示す。記載の便宜上、右側に移動させる吸着ボタン1701のみを図示したが、上下左方向においても同様の吸着ボタンを設けることができる。吸着ボタンによって移動した場合における隣接主筋部材からの間隔は、あらかじめ別画面において指定してもよいし、固定間隔でもよいし、コントロールパネル1700内で指定できるようにしてもよい。
 図32は、建築物の基礎内に配置されている主筋部材の配置を調整する例である。基礎はパネルゾーンとは異なり、一般的には四方が閉じた領域であるので、主筋部材を移動させる際には、主筋部材の延伸方向に対して直交する方向に移動させることになる。図32における太線が示す主筋部材をユーザが選択したとき、主筋位置調整部127は、コントロールパネル1700の上下ボタンのみ有効化する。これにより、基礎内の主筋部材の配置制約にしたがって、配置調整をすることができる。
 図33は、基礎内に配置されている主筋部材の長さを調整する例である。基礎内の主筋部材は、原則として延伸方向には移動しないが、長さを調整したい場合もある。この場合はその主筋部材のうち長さ調整したい側の端部(例えば終端から全長の4分の1程度までの領域、図33左の点線楕円部分)をクリックしてコントロールパネル1700を呼び出す。主筋位置調整部127は、延伸方向における移動ボタンを、長さ調整ボタンに変更する。
 図33の例において、左上の点線楕円領域をクリックしてコントロールパネル1700を呼び出した場合、左右ボタンが長さ調整ボタンに置き換わる。左ボタン(外周に近い側の移動ボタン)が押されると、主筋位置調整部127は、その主筋部材の左端を左方向に伸ばす。右ボタン(外周から遠い側の移動ボタン)が押されると、主筋位置調整部127は、その主筋部材の左端を右方向に短縮する。右端においても同様の動作を実施する。上下方向に延伸する主筋部材についても、上下端において同様の動作を実施する。以上の動作により、基礎内に配置されている主筋部材について、長さ調整をコントロールパネル1700によって実施できる。
 図34は、基礎が四角形ではない場合における主筋部材の配置を示す。図34の点線が示すように、四角形ではない基礎形状においては、四角形の基礎を前提とした主筋部材配置は適切ではない。また必ずしも全ての主筋部材が同じ長さではない。この場合、図33で説明したように、主筋部材の長さを調整する機能を提供することにより、四角形基礎の主筋部材配置を流用しつつ、部分的に配置や長さを調整することができる。これにより、任意形状の基礎において主筋部材の配置をコントロールパネル1700上で調整することができる。
 図35は、せん断補強筋の例を示す3次元モデルである。せん断補強筋は、せん断力に対して柱や梁を補強するために、主筋の周りに巻き回す補強鉄筋である。せん断補強筋は典型的には等間隔で配置するが、主筋部材と同様に配置を調整する場合がある。例えば他の主筋部材とせん断補強筋が衝突するような場合である。
 図36は、せん断補強筋の位置を調整する例を示す。せん断補強筋は主筋部材の周りに巻き回す部材であるので、構造部材(すなわち主筋部材)が延伸する方向に移動することになる。例えば図36の矢印が指し示すせん断補強筋を選択したとき、コントロールパネル1700は、左右ボタンのみが有効化されている。これにより、構造部材(主筋部材)の形状にしたがって、せん断補強筋の位置をコントロールパネル1700によって調整することができる。
 図37は、斜めに延伸する主筋部材の周りに巻き付けたせん断補強筋の例である。図37に示す例において、互いに平行ではない方向に延伸する4つの主筋部材がセットになっている(このセットのことを便宜上、傾斜主筋部材と呼ぶ)。せん断補強筋は、傾斜主筋部材の周りに巻き付けられている。傾斜主筋部材の断面サイズは位置によって異なるので、せん断補強筋のサイズもこれにともなって位置ごとに異なる。主筋位置調整部127は、せん断補強筋を移動させるとき、傾斜主筋部材のサイズにしたがって、せん断補強筋のサイズも変化させる。図37の例においては、矢印が指し示すせん断補強筋は、移動にともなってサイズが変化している。
<本開示の変形例について>
 本開示は、前述した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本開示を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
 以上の実施形態において、構造部材設計プログラム12が図2(または図16)の各ステップを実施することを説明したが、各ステップのうち全部または一部を、設計者がマニュアル作業によって実施することも可能である。例えば各ステップのうち全部または一部を表計算ソフトウェアのマクロによって実装し、これを実行することにより、画面上で設計結果を視認しながら微調整を実施することができる。
 以上の実施形態において、構造部材設計プログラム12およびそのサブモジュールは、ソフトウェアに代えて、回路デバイス(例:Field Programmable Gate Array:FPGA)などのハードウェアによって実装することもできる。
 以上の実施形態において、コンピュータ1とユーザ端末2は、必ずしも別装置でなくてもよく、これらを単一のコンピュータ上に構成してもよい。この場合、ユーザ端末2が画面表示する各画面は、これに代えてコンピュータ1が備える表示デバイス上で画面表示することになる。
 以上の実施形態において、建築物が備えるパネルゾーンとこれに接続される構造部材(柱または梁)が備える主筋部材について説明したが、本開示は建築物に限るものではなく、同様の構造を備えた構造物一般について適用することができる。すなわち本開示の対象は、建築構造物、土木構造物、プラント、その他同様の構造を有する構造物一般について適用することができる。この場合、本開示におけるパネルゾーンに対応するのは、構造物の高さ方向に延伸する構造部材とこれに対して直交する方向に延伸する構造部材が交差する領域となることを付言しておく。
1:コンピュータ
12:構造部材設計プログラム
121:パネルゾーン抽出部
122:構造部材抽出部
123:主筋セット部
124:ペアリング部
125:接続関係セット部
126:自動配筋部
127:主筋位置調整部
13:記憶部
2:ユーザ端末

Claims (22)

  1.  構造物のパネルゾーンに対して接続された構造部材が有する主筋部材の接続関係を設計する構造部材設計方法であって、
     前記構造物の構造を記述した設計データから前記パネルゾーンの箇所を抽出するステップ、
     前記抽出したパネルゾーンに対して接続されている前記構造部材を前記設計データから抽出するステップ、
     前記抽出した前記構造部材の内部に組み込まれる主筋部材の本数および配置を前記抽出した前記構造部材ごとにセットするステップ、
     前記抽出した前記構造部材のうち前記主筋部材の本数および配置が同じであるものをペアリングするステップ、
     前記ペアリングした前記構造部材が有する前記主筋部材を互いに接続するように前記接続関係をセットするステップ、
     前記接続関係をセットするステップにおいてセットした前記接続関係にしたがって前記主筋部材を配置したと仮定したとき、前記接続関係によって接続されない前記主筋部材が互いに衝突するか否かを計算するステップ、
     前記接続関係によって接続されない前記主筋部材が衝突する場合はその衝突する前記主筋部材のうち少なくともいずれかの位置を移動させることにより衝突を回避するステップ、
     前記接続関係をセットした前記主筋部材の周囲に巻き付ける補強鉄筋部材を配置するステップ、
     前記補強鉄筋部材の配置を調整するステップ、
     を有し、
     前記補強鉄筋部材の配置を調整するステップにおいては、前記補強鉄筋部材を巻き付けた前記主筋部材が延伸する方向に沿って、前記補強鉄筋部材の位置を移動させる
     ことを特徴とする構造部材設計方法。
  2.  前記主筋部材の本数および配置をセットするステップは、
     前記主筋部材の本数および配置を前記構造部材ごとに指定する指定入力をユーザから受け取る主筋部材設定画面を提示するステップ、
     前記主筋部材設定画面において受け取った前記指定入力にしたがって前記主筋部材の本数および配置をセットするステップ、
     を有する
     ことを特徴とする請求項1記載の構造部材設計方法。
  3.  前記主筋部材設定画面は、
      前記構造部材の断面、
      前記断面上において前記主筋部材を配置可能な候補位置、
     を表示するように構成されており、
     前記指定入力は、前記候補位置のうち前記主筋部材を配置するものを指定する入力である
     ことを特徴とする請求項2記載の構造部材設計方法。
  4.  前記主筋部材設定画面は、前記断面上において配置可能な前記主筋部材のうち前記衝突を回避するステップにおいて連動して位置を移動させる2以上の連動主筋部材を指定する連動指定を受け取るように構成されており、
     前記衝突を回避するステップにおいては、前記連動指定が指定する前記主筋部材の位置および移動量が互いに連動するように、前記主筋部材の位置を移動させる
     ことを特徴とする請求項3記載の構造部材設計方法。
  5.  前記構造部材設計方法はさらに、前記接続関係にしたがって配置した前記主筋部材の配置をさらに調整するステップを有し、
     前記主筋部材の配置を調整するステップにおいて、前記パネルゾーンに対して接続された前記パネルゾーン外の前記主筋部材の配置を調整する場合は、前記ペアリングにともなう制約条件を充足しつつ、前記主筋部材の配置を調整する
     ことを特徴とする請求項1記載の構造部材設計方法。
  6.  前記構造部材設計方法はさらに、前記接続関係にしたがって配置した前記主筋部材の配置をさらに調整するステップを有し、
     前記主筋部材の配置を調整するステップにおいては、前記連動主筋部材を構成する前記主筋部材が前記連動を維持しつつ移動することができる移動可能方向を特定し、
     前記主筋部材の配置を調整するステップにおいて、前記連動主筋部材を構成する前記主筋部材については、前記移動可能方向においてのみ配置を移動することを許可する
     ことを特徴とする請求項4記載の構造部材設計方法。
  7.  前記構造部材設計方法は、コンピュータによって実行され、
     前記主筋部材の配置を調整するステップは、前記主筋部材を移動させる方向を指定する移動ボタンを配置したコントロールパネルを、前記コンピュータの画面上に表示するステップを有し、
     前記移動ボタンは、前記移動可能方向においてのみ有効化され、前記移動可能方向以外の方向においては無効化されていることにより、前記移動可能方向においてのみ移動を許可するように構成されている
     ことを特徴とする請求項6記載の構造部材設計方法。
  8.  前記移動ボタンは、無効化されている場合であっても、前記コントロールパネル上においてその無効化を解除するように指示することができるように構成されており、
     前記主筋部材の配置を調整するステップにおいては、無効化が解除された前記移動ボタンを用いる場合は、前記移動可能方向以外の方向においても前記主筋部材を移動させる
     ことを特徴とする請求項7記載の構造部材設計方法。
  9.  前記主筋部材の配置を調整するステップは、前記主筋部材を前記画面上に表示するとともに前記画面の視点をセットするステップを有し、
     前記視点をセットするステップにおいては、前記視点を変更するごとに、前記視点における前記移動可能方向を特定するとともに、特定した前記移動可能方向以外の方向においてのみ前記移動ボタンを有効化する
     ことを特徴とする請求項7記載の構造部材設計方法。
  10.  前記構造部材設計方法は、コンピュータによって実行され、
     前記主筋部材の配置を調整するステップは、2以上の前記連動主筋部材が奥行方向において重なっている視点から前記パネルゾーンにおける前記連動主筋部材の配置を表示する奥行視点画面を、前記コンピュータの画面上に表示するステップを有し、
     前記主筋部材の配置を調整するステップにおいては、前記奥行視点画面上で前記連動主筋部材の配置を移動させるとき、前記奥行視点画面上において重なっている別の前記連動主筋部材の配置を、前記連動にしたがって併せて移動させる
     ことを特徴とする請求項6記載の構造部材設計方法。
  11.  前記主筋部材の配置を調整するステップにおいては、前記構造部材の外周形状に沿って前記主筋部材を移動させるか、または、前記外周形状に対する垂線に沿って前記主筋部材を移動させる
     ことを特徴とする請求項5記載の構造部材設計方法。
  12.  前記主筋部材の配置を調整するステップにおいては、前記主筋部材のうち前記パネルゾーンを貫通する貫通主筋部材の配置を調整し、
     前記主筋部材の配置を調整するステップにおいては、前記貫通主筋部材の配置を調整する際に、前記貫通主筋部材が貫通する前記パネルゾーン内における前記主筋部材の配置を、前記貫通主筋部材と連動して移動させる
     ことを特徴とする請求項5記載の構造部材設計方法。
  13.  前記主筋部材の配置を調整するステップにおいては、前記主筋部材のうち、前記パネルゾーンを介して互いに接続された第1主筋部材と第2主筋部材のいずれか一方の配置を調整し、
     前記主筋部材の配置を調整するステップにおいては、前記一方の配置を調整する際に、前記第1主筋部材と前記第2主筋部材のうち他方の配置を、前記一方の配置と連動して調整する
     ことを特徴とする請求項5記載の構造部材設計方法。
  14.  前記主筋部材のうち少なくともいずれかは、端部が折り曲げられたフック部分を有するフック主筋部材として構成されており、
     前記主筋部材の配置を調整するステップにおいて、前記フック主筋部材が延伸する方向に前記フック主筋部材の配置を調整する場合は、前記フック主筋部材そのものの位置を移動させることに代えて、前記フック主筋部材の長さを調整することにより、前記フック主筋部材の配置を調整する
     ことを特徴とする請求項5記載の構造部材設計方法。
  15.  前記主筋部材の配置を調整するステップにおいて、前記フック主筋部材が延伸する方向に前記フック主筋部材を移動させる場合は、前記フック主筋部材の一方の端部を延伸するとともに他方の端部を短縮することにより、実質的に移動させる
     ことを特徴とする請求項14記載の構造部材設計方法。
  16.  前記主筋部材の配置を調整するステップは、隣接する2つの前記主筋部材のうちいずれか一方を選択し、他方を前記一方へ向かって移動させるステップを有する
     ことを特徴とする請求項5記載の構造部材設計方法。
  17.  前記主筋部材の配置を調整するステップにおいては、前記構造物の基礎内に配置する前記主筋部材の配置を調整し、
     前記主筋部材の配置を調整するステップにおいては、前記基礎内において前記主筋部材が移動することができる移動可能方向を特定し、
     前記主筋部材の配置を調整するステップにおいて、前記基礎内に配置する前記主筋部材については、前記移動可能方向においてのみ配置を移動することを許可する
     ことを特徴とする請求項5記載の構造部材設計方法。
  18.  前記構造部材設計方法は、コンピュータによって実行され、
     前記主筋部材の配置を調整するステップは、
      前記主筋部材を移動させる方向を指定する移動ボタンを配置したコントロールパネルを、前記コンピュータの画面上に表示するステップ、
      前記基礎内に配置する前記主筋部材上の基準位置を前記画面上で選択するステップ、
      前記移動可能方向以外の前記移動ボタンが押下されたとき、前記基礎の外周と前記基準位置との間の距離が短い側の前記移動ボタンが押下された場合は前記主筋部材を延長し、長い側の前記移動ボタンが押下された場合は前記主筋部材を短縮する、ステップ、
     を有する
     ことを特徴とする請求項17記載の構造部材設計方法。
  19.  前記構造部材設計方法は、コンピュータによって実行され、
     前記主筋部材の配置を調整するステップは、
      前記補強鉄筋部材を移動させる方向を指定する移動ボタンを配置したコントロールパネルを、前記コンピュータの画面上に表示するステップ、
      前記補強鉄筋部材を巻き付けた前記主筋部材が延伸する延伸方向においてのみ、前記移動ボタンを有効化することにより、前記延伸方向においてのみ前記補強鉄筋部材を移動することを許可するステップ、
     を有する
     ことを特徴とする請求項5記載の構造部材設計方法。
  20.  前記主筋部材の配置を調整するステップは、互いに平行ではない方向に延伸する2つ以上の前記主筋部材がペアとなって構成された傾斜主筋部材の周りに巻き付けた前記補強鉄筋部材を移動させるステップを有し、
     前記傾斜主筋部材の周りの前記補強鉄筋部材を移動させる際には、前記傾斜主筋部材の形状に合わせて前記補強鉄筋部材のサイズを変化させながら移動させる
     ことを特徴とする請求項19記載の構造部材設計方法。
  21.  前記構造部材は、前記構造物の柱または前記構造物の梁である
     ことを特徴とする請求項1記載の構造部材設計方法。
  22.  請求項1から21のいずれか1項記載の構造部材設計方法をコンピュータに実行させることを特徴とする構造部材設計プログラム。
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JP2009030403A (ja) * 2007-07-30 2009-02-12 Shimizu Corp 施工図作図システム
JP2016045741A (ja) * 2014-08-22 2016-04-04 株式会社竹中工務店 コンクリート部材の情報管理装置、及びコンクリート部材の情報管理方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009030403A (ja) * 2007-07-30 2009-02-12 Shimizu Corp 施工図作図システム
JP2016045741A (ja) * 2014-08-22 2016-04-04 株式会社竹中工務店 コンクリート部材の情報管理装置、及びコンクリート部材の情報管理方法

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